Explorando as Formas de Transferência de Calor por Meio de Atividades Experimentais no Ensino Médio

Resumo

A compreensão dos mecanismos de transferência de calor é fundamental para o aprendizado de conceitos básicos da Termologia no Ensino Médio, sendo também essencial para o desenvolvimento do pensamento científico de fenômenos do cotidiano.Diante disso, foi realizada uma atividade experimental com a turma do 2º ano do Ensino Médio, em uma escola da rede estadual, com o objetivo de demonstrar de maneira prática e acessível os modos de transferência de calor: condução, convecção e irradiação. A atividade foi realizada no âmbito do Programa Institucional de Bolsas de Iniciação à Docência (PIBID). A condução acontece com contato direto, com a transferência de energia térmica ocorrendo entre os corpos entre diferentes temperaturas. A convecção térmica acontece entre fluídos (líquidos e gases), e com o processo de transferência de calor haverá o movimento das partículas. Já a irradiação térmica ocorre através de ondas eletromagnéticas, que não necessitam de um meio material para a propagação de calor. A teoria da aprendizagem significativa foi considerada na análise, tanto da construção do material didático, quanto nos resultados da avaliação de aprendizagem. Segundo esta teoria, quando o professor percebe que não existem conhecimentos prévios para ancorar novos conceitos, ele constrói materiais didáticos potencialmente significativos para este fim, trazendo novas perspectivas sobre o assunto que será abordado e potencializando situações do cotidiano do aluno. Portanto, a metodologia de ensino consistiu na realização de três experimentos distintos no laboratório da escola. Para representar a condução térmica, utilizou-se uma haste metálica com pregos colados com manteiga e dispostos em linha, ao se aquecer uma extremidade da haste, com uma vela, observou-se a queda progressiva dos pregos, indicando a transferência de calor ao longo do metal. A convecção foi evidenciada com o uso de uma vela, um palito de churrasco e um papel recortado em espiral, ao posicionar a espiral acima da chama, o ar quente gerado fez o papel girar, ilustrando a movimentação do fluido aquecido. Por fim, a irradiação foi abordada com dois termômetros e uma lâmpada incandescente, ao variar a distância dos termômetros em relação à lâmpada, foi possível observar mudanças de temperatura sem contato direto, demonstrando a propagação do calor por radiação eletromagnética. Após os experimentos, os alunos participaram de uma atividade avaliativa em sala de aula por meio de um quiz em grupo. Inicialmente seria utilizado o aplicativo Kahoot, mas, devido à indisponibilidade da sala de informática e à proibição do uso de celulares, optou-se pela utilização de plaquinhas com letras representando as alternativas das questões que seriam apresentadas aos alunos. A atividade teve ótima aceitação e envolvimento por parte dos alunos, que demonstraram compreensão dos fenômenos observados e participaram ativamente das discussões, além de perguntar e investigar o porquê das referidas respostas. Cada experimento realizado, trouxe levantamento de questões dos alunos sobre como a propagação era definida em cada um, assim podendo observar como a condução, convecção e irradiação, aparecem de forma pŕatica no cotidiano Os resultados indicam que a realização de atividades experimentais simples e bem contextualizadas favorecem a aprendizagem significativa, despertando a curiosidade científica e promovendo um ambiente de ensino mais dinâmico e colaborativo. Conclui-se que a inserção de práticas experimentais no cotidiano escolar, mesmo com recursos limitados, é uma estratégia eficaz para consolidar conteúdos teóricos e estimular o protagonismo dos estudantes no processo de aprendizagem.